危険物取扱者 乙種第4類 基礎的な物理学及び基礎的な化学 練習問題 第96問: 液体・固体・気体の熱膨張を表す体膨張率と線膨張率に関する記述として、誤っているものはどれか。

正解: 1. 常温付近では、ガソリンの体膨張率は水の体膨張率より小さい。

体膨張率は、温度が1 K上がるごとに増える体積の割合です。ガソリンの体膨張率はおよそ1.2×10⁻³ K⁻¹（温度が約8 K上がるごとに体積が約1%増える割合）で、20℃付近の水（約2.1×10⁻⁴ K⁻¹）の5倍以上あり、ガソリンのほうが大きく熱膨張します（選択肢1が誤り。これが正解）。ガソリンの容器に空間を残すのはこのためです。固体の体膨張率は、線膨張率のおよそ3倍になります。理想気体とみなせる気体は、圧力一定のもとで種類によらずほぼ同じ割合で膨張し、体積は絶対温度に比例するので、0℃（273 K）から273℃（546 K）まで温めると約2倍になります（シャルルの法則）。水は約4℃で密度が最大（体積が最小）となり、4℃から0℃へ冷やすと液体のままでも体積がわずかに増えます。

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